JP2002254366A - 手持ち操作装置及びリモートコントロール機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作者が手持ち操作装置の下面から思ったと
おりに機械を操作しやすい手持ち操作装置及びリモート
コントロール機械を得る。 【解決手段】 本発明は、手で持ちながら機械を操作す
るための手持ち操作装置２であって、上面２ａａから下
面２ａｃにかけて手で握るためのグリップ領域２ｂを有
する筐体２ａと、グリップ領域２ｂのうち下面２ａｃの
部分に設けられ、下面２ａｃの部分において外部からの
押圧力を受け、当該押圧力を調整して出力する調整部２
ｃと、調整部２ｃが出力する押圧力を受け、当該押圧力
に応じて電気的な状態が切り替わるスイッチ２ｄとを備
える。調整部２ｃは、外部からの押圧力が手持ち操作装
置２の自重以上の所定の圧力以下においてはスイッチ２
ｄが同じ電気的な状態を保ち、外部からの押圧力が所定
の圧力を越すとスイッチ２ｄが電気的な状態を切り替え
るように、押圧力を調整して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、産業用ロボット、
その他の産業用自動機械を操作するための手持ち操作装
置及びリモートコントロール機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の手持ち操作装置には例えば図１０
に示すものがある。この手持ち操作装置では、機械を緊
急に停止させるための押しボタンスイッチＡ１が上面に
取り付けられている。このような構造では、親指で上面
の操作スイッチを操作し、他の指で手持ち操作装置を下
面から支えることになる。したがって、上面の押しボタ
ンスイッチＡ２を親指で押している最中に、即座に親指
で押しボタンスイッチＡ１を押すことができない。

【０００３】そこで、図１１に示すように、機械を緊急
に停止させるための押しボタンスイッチＡ３を下面にも
設ける。これによって、上面の押しボタンスイッチＡ２
を親指で押していても、即座に下面の押しボタンスイッ
チＡ３を他の指で押すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に手
持ち操作装置を持っただけで、押しボタンスイッチＡ３
が手持ち操作装置の自重に押されてオンし、操作者が思
った通りに操作しにくいという問題点があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、操作者が手持ち操作装置の下面から
思ったとおりに機械を操作することができる手持ち操作
装置及びリモートコントロール機械を得ることを得るこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の課題解
決手段は、手で持ちながら機械を操作するための手持ち
操作装置であって、上面から下面にかけて手で握るため
のグリップ領域を有する筐体と、前記グリップ領域のう
ち前記下面の部分に設けられ、当該下面の部分において
外部からの押圧力を受け、当該押圧力を調整して出力す
る調整部と、前記調整部が出力する押圧力を受け、当該
押圧力に応じて、電気的な状態が切り替わるスイッチと
を備え、前記調整部は、前記外部からの押圧力が手持ち
操作装置の自重以上の所定の圧力以下においては前記ス
イッチが同じ電気的な状態を保ち、前記外部からの押圧
力が前記所定の圧力を越すと前記スイッチが前記電気的
な状態を切り替えるように、前記押圧力を調整して出力
する。

【０００７】請求項２に記載の課題解決手段において、
前記調整部は、前記所定の圧力を調節するための部品を
含む。

【０００８】請求項３に記載の課題解決手段において、
前記部品は、バネを利用してなる。

【０００９】請求項４に記載の課題解決手段において、
前記部品は、てこを利用してなる。

【００１０】請求項５に記載の課題解決手段において、
前記スイッチの前記電気的な状態が切り替わると、前記
機械が停止する。

【００１１】請求項６に記載の課題解決手段において、
請求項１に記載の手持ち操作装置と、前記機械とを備え
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１のリモートコントロール機械を示す概念図
である。

【００１３】実施の形態のリモートコントロール機械
は、産業用ロボット１（機械）と手持ち操作装置２とを
含む。産業用ロボット１は、産業用ロボット本体１ａ、
産業用ロボット本体１ａに取り付けられたアーム１ｂ
（マニプレータ）及びＣＰＵ、電源などで構成された制
御部１ｃを含む。

【００１４】産業用ロボット１の制御部１ｃは、操作者
４が握っている手持ち操作装置２から産業用ロボット１
を制御するための制御信号Ｓを受け、制御信号Ｓに基づ
いてアーム１ｂを動かす。手持ち操作装置２は、操作者
４が両手あるいは片手で握りながら産業用ロボット１の
アーム１ｂを操作する構造である。

【００１５】図２は本発明の実施の形態の手持ち操作装
置２を示す斜視図、図３はその側面図である。手持ち操
作装置２は、筐体２ａと筐体２ａに設けられた調整部２
ｃ、スイッチ２ｄ、押しボタンスイッチ２ｅ及び例えば
液晶で構成され、文字などを表示するための表示デバイ
ス２ｆを有する。

【００１６】手持ち操作装置２はケーブル３を介して産
業用ロボット１（図１参照）に接続されている。筐体２
ａは箱状体であり、グリップ領域２ｂは筐体２ａの側面
２ａｂから上面２ａａ及び下面２ａｃの方にかけて手で
包み握ることができる領域である。上面２ａａには押し
ボタンスイッチ２ｅ及び表示デバイス２ｆが設けられ、
下面２ａｃのうちのグリップ領域２ｂには調整部２ｃが
設けられている。

【００１７】調整部２ｃは、下面２ａｃの部分において
外部からの押圧力を受け、当該押圧力を調整してスイッ
チ２ｄへ出力するものであり、例えば後述する実施の形
態２や実施の形態３で説明する構造によって実現でき
る。筐体２ａ内部に設けられたスイッチ２ｄは、例えば
従来の押しボタンスイッチＡ３と同じような構造であ
り、筐体２ａに固定されており、調整部２ｃが出力する
押圧力を受ける。

【００１８】また、筐体２ａの内部にはＣＰＵ２ｇ（制
御部）が設けられている。ＣＰＵ２ｇはスイッチ２ｄや
押しボタンスイッチ２ｅからの信号を受け、この信号に
基づいて産業用ロボット１を制御するための制御信号Ｓ
を生成して出力する。制御信号Ｓはケーブル３を介して
産業用ロボット１の制御部１ｃに伝わる。

【００１９】なお、調整部２ｃは外部からの押圧力が手
持ち操作装置２の自重と２つの押しボタンスイッチ２ｅ
を同時にオンするために必要な最小の圧力（＝２Ｂ）と
の和（Ａ＋２Ｂ）以下においてスイッチ２ｄが同じ電気
的な状態（オフ）を保ち、外部からの押圧力がＡ＋２Ｂ
を越すとスイッチ２ｄが電気的な状態を切り替えてオン
になるように設計されている。

【００２０】次に動作について説明する。まず、操作者
４は手持ち操作装置２のグリップ領域２ｂを両手あるい
は片手で握る。操作者４の親指は手持ち操作装置２の上
面２ａａ上の押しボタンスイッチ２ｅに触れることがで
き、その他の指は手持ち操作装置２の下面２ａｃの調整
部２ｃに自然に触れる。

【００２１】親指以外の指は手持ち操作装置２を下面２
ａｃから支える。仮に、親指以外の指のみで調整部２ｃ
のみを支えるとすれば、手持ち操作装置２の自重（＝
Ａ）が調整部２ｃに与えられることになる。また、操作
者４が手持ち操作装置２を手で持った状態では、人間工
学的に多くても両手の２本の親指しか手持ち操作装置２
の上面２ａａに触れることができないので、手持ち操作
装置２の上面２ａａ上の押しボタンスイッチ２ｅを同時
に押せる数は２つである。よって、操作者４が手持ち操
作装置２を手でもって、さらに手持ち操作装置２の押し
ボタンスイッチ２ｅを操作する通常の使用状態では、指
から調整部２ｃには手持ち操作装置２の自重（＝Ａ）と
２つの押しボタンスイッチ２ｅをオンするために必要な
最小の圧力（＝２Ｂ）との和（Ａ＋２Ｂ）が与えられる
ことになる。

【００２２】以上の通常の使用状態においては、外部か
ら調整部２ｃには最大でもＡ＋２Ｂの押圧力しか与えら
れないので、スイッチ２ｄは、オフの状態を保つ。ＣＰ
Ｕ２ｇは、押しボタンスイッチ２ｅからのオンあるいは
オフを示す信号を受け、この信号に基づいて制御信号Ｓ
を生成して出力する。制御信号Ｓはケーブル３を介して
産業用ロボット１の制御部１ｃに伝わる。制御部１ｃ
は、制御信号Ｓが示す内容に基づいて、産業用ロボット
１のアーム１ｂを動かす。

【００２３】次に、操作者４が調整部２ｃを２Ｂより大
きい圧力（＝２Ｂ＋α）で意識して押す。この場合、調
整部２ｃに与えられる押圧力はＡ＋２Ｂ＋αとなり所定
の圧力Ａ＋２Ｂを越えるので、スイッチ２ｄは電気的な
状態をオフからオンに切り替える。ＣＰＵ２ｇは、スイ
ッチ２ｄからオンを示す信号を受け、この信号に基づい
て制御信号Ｓを生成して出力する。制御信号Ｓはケーブ
ル３を介して産業用ロボット１の制御部１ｃに伝わる。
制御部１ｃは、制御信号Ｓが示す内容に基づいて、産業
用ロボット１のアーム１ｂを動かす。

【００２４】以上のように、手持ち操作装置２の自重
（＝Ａ）以上の所定の圧力（＝Ａ＋２Ｂ）以下では、ス
イッチ２ｄが同じ電気的な状態を保つので、操作者４が
手持ち操作装置２の自重の影響を受けずに手持ち操作装
置２の下面２ａｃから産業用ロボット１を従来と比較し
て操作しやすくなる。

【００２５】（実施の形態２）実施の形態２では、実施
の携帯１の調整部２ｃの内部構成の具体例を示す。

【００２６】図４〜図６は実施の形態２の調整部２ｃの
内部構成を示す一部断面図である。実施の形態２では、
調整部２ｃは回動ボタンＢ１、回動中心体Ｂ２、ガイド
Ｂ３、テーパ段差Ｂ４、アクチュエータＢ５、拡幅片Ｂ
６、バネＢ８を含む。

【００２７】回動ボタンＢ１は、下面２ａｃのうちのグ
リップ領域２ｂに一端が回動中心体Ｂ２に回動自在に取
り付けられている。ガイドＢ３は、内壁にテーパ形状の
テーパ段差Ｂ４を有し、アクチュエータＢ５を進退方向
Ｘ１，Ｘ２に移動可能に導く。アクチュエータＢ５は拡
幅片Ｂ６及びバネＢ７を含み、一端が回動ボタンＢ１の
他端側に当接し、他端がスイッチ２ｄのアクチュエータ
２ｄａに当接している。拡幅片Ｂ６は進退方向Ｘ１，Ｘ
２に対して垂直な方向ＹへバネＢ７による付勢力が与え
られてガイドＢ３の内壁に密着する。バネＢ８は、一端
がアクチュエータＢ５の他端側に当接し、他端が筐体２
ａに対して固定され、アクチュエータＢ５を前進方向Ｘ
１へ押し返す。

【００２８】次に、スイッチ２ｄの動作について説明す
る。外部から回動ボタンＢ１に押圧力が与えられていな
い場合（図４）、バネＢ８からの付勢力によってアクチ
ュエータＢ５は前進方向Ｘ１へ前進した状態であり、拡
幅片Ｂ６はガイドＢ３の下段Ｂ３１に位置している。

【００２９】次に、操作者４が手持ち操作装置２を手で
もって、さらに手持ち操作装置２の押しボタンスイッチ
２ｅを操作する。このような通常の使用状態では、実施
の形態１で説明したように、最大で手持ち操作装置２の
自重（＝Ａ）と２つの押しボタンスイッチ２ｅをオンす
るために必要な最小の圧力（＝２Ｂ）との和（Ａ＋２
Ｂ）が調整部２ｃの回動ボタンＢ１に与えられる（図
５）。すると、アクチュエータＢ５は、回動ボタンＢ１
に押されて後退方向Ｘ２へ後退して拡幅片Ｂ６がテーパ
段差Ｂ４に当接する。このとき、バネＢ７が縮んで、ア
クチュエータＢ５は後退方向Ｘ２へさらに後退する。こ
の際、適切な弾性力のバネＢ７が用いられているので、
外部から回動ボタンＢ１へ与えられる押圧力がＡ＋２Ｂ
のときは、テーパ段差Ｂ４から拡幅片Ｂ６を押し返す反
力と外部から回動ボタンＢ１へ与えられた押圧力とが釣
り合って、拡幅片Ｂ６がテーパ段差Ｂ４で止まり、アク
チュエータＢ５は後退しない。これによって、スイッチ
２ｄにはオンするのに充分な押圧力が伝わらず、スイッ
チ２ｄは同じ電気的な状態（オフ）を保つことができ
る。

【００３０】次に、操作者４が調整部２ｃの回動ボタン
Ｂ１を２Ｂより大きい押圧力（＝２Ｂ＋α）で意識して
押す（図６）。すると、拡幅片Ｂ６はテーパ段差Ｂ４か
らさらに後退して、ガイドＢ３の上段Ｂ３２に位置す
る。上段Ｂ３２に拡幅片Ｂ６が位置すると、前進方向Ｘ
１方向への反力はなくなるので、調整部２ｃは外部から
のＡ＋２Ｂ＋αの押圧力をスイッチ２ｄへ出力する。こ
れによって、スイッチ２ｄにはオンするのに充分な押圧
力（＝Ａ＋２Ｂ＋α）が伝わり、スイッチ２ｄは電気的
な状態をオフからオンに切り替わる。

【００３１】以上のように、調整部２ｃはバネＢ７，Ｂ
８の性質を利用して実現することができる。また、手持
ち操作装置２を組み立てるときに、付勢力の異なるいく
つかのバネＢ７（所定の圧力を調節するための部品）を
予め準備しておき、手持ち操作装置２の自重を吸収でき
るバネＢ７，Ｂ８を選択して組み込む。あるいは、手持
ち操作装置２を組み立てた後でも、バネＢ７，Ｂ８を取
り換え可能に手持ち操作装置２を設計しておく。このよ
うに、所定の圧力を調節するための部品を設けること
で、手持ち操作装置２の自重に合わせて、所定の圧力を
調節することができる。

【００３２】（実施の形態３）実施の形態３では、実施
の形態１の調整部２ｃの内部構成の他の具体例を示す。

【００３３】図７〜図９は実施の形態３の調整部２ｃの
内部構成を示す部分断面図である。実施の形態３では、
調整部２ｃは回動ボタンＣ１、回動中心体Ｃ２、ガイド
Ｃ３、バネＣ４、アクチュエータＣ５、回動中心体Ｃ
６、てこＣ７を含む。

【００３４】回動ボタンＣ１は、下面２ａｃのうちのグ
リップ領域２ｂに一端が回動中心体Ｃ２に回動自在に取
り付けられている。ガイドＣ３は、アクチュエータＣ５
を進退方向Ｘ１，Ｘ２に移動可能に導く。アクチュエー
タＣ５は中央部に凸部Ｃ５１及び凸部Ｃ５２が突出する
略十字形であり、一端が回動ボタンＣ１に当接し、中央
部がてこＣ７の一端側に当接する。てこＣ７は、一端側
が回動中心体Ｃ６を中心に回動自在に取り付けられてい
る。バネＣ４は、一端が細長いてこＣ７の他端側に当接
し、他端が筐体２ａに対して固定され、てこＣ７を前進
方向Ｘ１へ押し返す。

【００３５】次に、スイッチ２ｄの動作について説明す
る。外部から回動ボタンＣ１に押圧力が与えられていな
い場合（図７）、バネＣ４からの付勢力によってアクチ
ュエータＣ５は前進方向Ｘ１へ前進した状態であり、凸
部Ｃ５１及び凸部Ｃ５２のうち、回動中心体Ｃ６から遠
い方の凸部Ｃ５１がてこＣ７に当接している。

【００３６】次に、操作者４が手持ち操作装置２を手で
もって、さらに手持ち操作装置２の押しボタンスイッチ
２ｅを操作する。このような通常の使用状態では、実施
の形態１で説明したように、最大で手持ち操作装置２の
自重（＝Ａ）と２つの押しボタンスイッチ２ｅをオンす
るために必要な最小の圧力（＝２Ｂ）との和（Ａ＋２
Ｂ）が調整部２ｃの回動ボタンＣ１に与えられる（図
８）。すると、アクチュエータＣ５は回動ボタンＣ１に
押されて後退方向Ｘ２へ後退し、てこＣ７は一端側がア
クチュエータＣ５の凸部Ｃ５１に押されて回動中心体Ｃ
６を中心に後退方向Ｘ２側へ回動する。てこＣ７が回動
して、凸部Ｃ５１に代わって回動中心体Ｃ６に近い凸部
Ｃ５２がてこＣ７に当接する。これによって、凸部Ｃ５
１がてこＣ７に当接している場合と比較して、凸部Ｃ５
２とてこＣ７とが接する点（力点）が回動中心体Ｃ６
（支点）に近づくので、急にてこＣ７が回動しにくくな
り、凸部Ｃ５２がてこＣ７に当接した時点で止まり、ア
クチュエータＣ５は後退方向Ｘ２へ後退しない。これに
よって、スイッチ２ｄにはオンするのに充分な押圧力が
伝わらず、スイッチ２ｄは同じ電気的な状態（オフ）を
保つことができる。

【００３７】次に、操作者４が調整部２ｃの回動ボタン
Ｃ１を２Ｂより大きい力（＝２Ｂ＋α）で意識して押す
（図９）。すると、アクチュエータＣ５は回動ボタンＣ
１に押されて後退方向Ｘ２へ後退し、てこＣ７は一端側
がアクチュエータＣ５の凸部Ｃ５２に押されて回動中心
体Ｃ６を中心に後退方向Ｘ２へさらに回動する。これに
よって、スイッチ２ｄにはオンするのに充分な押圧力が
伝わり、スイッチ２ｄは電気的な状態をオフからオンに
切り替わる。

【００３８】以上のように、調整部２ｃはてこＣ７の性
質を利用して実現することができる。また、手持ち操作
装置２を組み立てるときに、凸部Ｃ５１及び凸部Ｃ５２
の大きさの異なるいくつかのアクチュエータＣ５（所定
の圧力を調節するための部品）を予め準備しておき、手
持ち操作装置２の自重を吸収できるアクチュエータＣ５
を選択して組み込む。あるいは、手持ち操作装置２を組
み立てた後でも、アクチュエータＣ５を取り換え可能な
ように手持ち操作装置２を設計しておく。このように、
所定の圧力を調節するための部品を設けることで、手持
ち操作装置２の自重に合わせて、所定の圧力を調節する
ことができる。

【００３９】（変形例）

【００４０】なお、本発明は図示するものに限らない。
例えば、調整部２ｃはバネＢ７やてこＣ７以外の手段を
利用して構成してもよい。また、機械は、産業用ロボッ
ト１以外でもよい。

【００４１】また、外部からの押圧力が所定の圧力（例
えば実施の形態１のＡ＋２Ｂ）を越して、スイッチ２ｄ
がオフからオンに切り替わると、産業用ロボット１が停
止するように構成してもよい。この場合、操作者４が親
指で押しボタンスイッチ２ｅを押している最中でも、そ
の他の指が調整部２ｃに触れているので、即座に産業用
ロボット１を停止することができる。

【００４２】また、グリップ領域２ｂは２つの場合を図
示したが、１つを省略してもよい。この場合、調整部２
ｃは外部からの押圧力が手持ち操作装置２の自重と１つ
の押しボタンスイッチ２ｅをオンするために必要な最小
の圧力（＝Ｂ）との和（Ａ＋Ｂ）以下においてスイッチ
２ｄが同じ電気的な状態（オフ）を保ち、外部からの押
圧力がＡ＋Ｂを越すとスイッチ２ｄが電気的な状態を切
り替えてオンになるように設計されていることが望まし
い。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、手持ち
操作装置の自重以上の所定の圧力以下では、スイッチが
同じ電気的な状態を保つので、操作者は手持ち操作装置
の自重の影響を受けずに手持ち操作装置の下面から機械
を操作しやすくなる。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、手持ち操
作装置の自重に合わせて、所定の圧力を調節することが
できる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、バネの性
質を利用して調節部を実現できる。

【００４６】請求項４に記載の発明によれば、てこの性
質を利用して調節部を実現できる。

【００４７】請求項５に記載の発明によれば、操作者が
即座に機械を停止することができる。

【００４８】請求項６に記載の発明によれば、機械は手
持ち操作装置の自重の影響を受けず操作者の思ったとお
りに操作される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１のリモートコントロー
ル機械を示す概念図である。

【図２】 本発明の実施の形態１の手持ち操作装置を示
す斜視図である。

【図３】 本発明の実施の形態１の手持ち操作装置を示
す側面図である。

【図４】 本発明の実施の形態２の調整部の内部構成を
示す一部断面図である。

【図５】 本発明の実施の形態２の調整部の内部構成を
示す一部断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態２の調整部の内部構成を
示す一部断面図である。

【図７】 本発明の実施の形態３の調整部の内部構成を
示す一部断面図である。

【図８】 本発明の実施の形態３の調整部の内部構成を
示す一部断面図である。

【図９】 本発明の実施の形態３の調整部の内部構成を
示す一部断面図である。

【図１０】 従来の手持ち操作装置を示す斜視図であ
る。

【図１１】 従来の手持ち操作装置を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 機械、２ 手持ち操作装置、２ａ 筐体、２ａａ
上面、２ａｃ 下面、２ｂ グリップ領域、２ｃ 調整
部、２ｄ スイッチ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手で持ちながら機械を操作するための手
   持ち操作装置であって、 上面から下面にかけて手で握るためのグリップ領域を有
   する筐体と、 前記グリップ領域のうち前記下面の部分に設けられ、当
   該下面の部分において外部からの押圧力を受け、当該押
   圧力を調整して出力する調整部と、 前記調整部が出力する押圧力を受け、当該押圧力に応じ
   て、電気的な状態が切り替わるスイッチと、を備え、 前記調整部は、前記外部からの押圧力が手持ち操作装置
   の自重以上の所定の圧力以下においては前記スイッチが
   同じ電気的な状態を保ち、前記外部からの押圧力が前記
   所定の圧力を越すと前記スイッチが前記電気的な状態を
   切り替えるように、前記押圧力を調整して出力する手持
   ち操作装置。
2. 【請求項２】 前記調整部は、 前記所定の圧力を調節するための部品を含む請求項１に
   記載の手持ち操作装置。
3. 【請求項３】 前記部品は、バネを利用してなる請求項
   ２に記載の手持ち操作装置。
4. 【請求項４】 前記部品は、てこを利用してなる請求項
   ２に記載の手持ち操作装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチの前記電気的な状態が切り
   替わると、前記機械が停止する請求項１記載の手持ち操
   作装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の手持ち操作装置と、 前記機械と、を備えたリモートコントロール機械。